Une roue libre est un ensemble de pignons de différentes tailles montés sur le moyeu arrière (essieu arrière) d'un vélo. Avec le plateau avant, la chaîne et le dérailleur arrière, il forme le système de transmission du vélo. En termes simples, la roue libre est le “train arrière.” Le pilote change de vitesse en utilisant le dérailleur pour déplacer la chaîne sur différents pignons de la roue libre, ajustant ainsi le rapport de démultiplication.
La roue libre offre une large gamme d'options d'engrenage : des pignons de différentes tailles —du petit au grand— offrent différents rapports de transmission. Les pignons plus petits sont utilisés pour les vitesses plus élevées, les routes plates ou la descente, tandis que les pignons plus grands sont idéaux pour grimper, partir d'un arrêt ou rouler face à des vents contraires, facilitant ainsi le pédalage.

Un essieu est un composant essentiel d'un vélo, composé de quatre parties principales : les rayons, la jante, le pneu et le moyeu. Il supporte le poids du vélo, transmet la puissance de conduite et s'adapte à diverses conditions routières. Les rayons réduisent la traînée aérodynamique grâce à des conceptions à lames ou aboutées. Les premières jantes utilisaient couramment des trous à rayons 32–36, tandis que les conceptions modernes réduisent progressivement le nombre de trous pour obtenir un poids inférieur et des performances aérodynamiques améliorées. Les pneus comprennent des chambres à air avec valves Presta ou Schrader, ainsi que des pneus extérieurs haut de gamme renforcés de couches résistantes aux crevaisons en Kevlar.
L’évolution des systèmes d’essieux montés s’est concentrée sur l’optimisation des composants. Les moyeux sont passés d'une conception à coupelles et cônes à des structures porteuses de cartouches pour améliorer la douceur de rotation. Les rayons utilisent désormais des matériaux légers et des profils transversaux réduisant la traînée. Les jantes sont optimisées pour différentes conditions de conduite en réduisant le nombre de trous de rayons et en affinant les formes de section transversale. Les pneus continuent d’évoluer grâce aux progrès des matériaux et des technologies de protection contre les crevaisons. Les jantes peuvent être classées en jantes à section profonde (aéro), qui offrent une forte résistance aux impacts longitudinaux, et en jantes à section carrée, qui offrent une meilleure résistance aux impacts latéraux. La section transversale des jantes profondes exploite les principes aérodynamiques pour réduire la résistance de l'air. Lors de l'assemblage, une attention particulière est accordée à la solidité de la jante, aux angles de laçage des rayons et à la tension équilibrée des rayons, garantissant ainsi la stabilité de conduite et un transfert de puissance efficace.

Un rotor de frein à disque de vélo (également appelé disque ou rotor de frein) est un disque circulaire métallique monté sur le moyeu de roue d'un vélo et fonctionne en conjonction avec les plaquettes de frein à l'intérieur de l'étrier. Lorsque le cycliste tire sur le levier de frein, l'étrier pousse les plaquettes de frein pour se serrer sur le rotor du frein à disque rotatif, générant une friction pour ralentir ou arrêter le vélo.